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地球:非線形力学、粉粒体と動的な地震誘発

Nature 437, 7060 doi: 10.1038/nature04015

1992年に起きたマグニチュード7.3のランダース地震は、カリフォルニア州内および北はイエローストーンとモンタナ州にいたる地域に、非常に多くの地震を誘発した。この観測以来、他の大地震も、近距離域での余震以外に、遠隔地での動的な誘発地震を引き起こしたことが、例えば1999年のマグニチュード7.1ヘクターマイン地震や2002年のマグニチュード7.9デナリ地震などの後で明らかになった。しかし、このような動的地震誘発の物理的な原因は、震源核形成過程の中でも最も理解が進んでいない問題の1つである。大地震で発生する動的歪みの振幅は、波が断層半径の数倍以上伝播すると極めて小さくなる。例えば、歪みの振幅が10-6で波長が1 mの波は、変位振幅では10-7 mに相当する。本論文では、地震波による摂動を受けた断層ガウジの動的で非線形弾性的なふるまいによって、そのような小さい歪みでも地震が誘発される可能性があることを示す。この仮説は、断層ガウジの代替となる粉粒体に対して最近実施した室内動的実験に基づいている。この結果から、断層が弱い場合は、地震波は断層中心部の弾性常数を急激に減少させ、断層をさらに弱化させると推測できる。したがって、断層がすでに破壊寸前の状態にある場合には、この過程により断層の滑りが引き起こされる。

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